水稻是重要的粮食作物，也拥有粮食作物最小的基因组。设计育种是未来水稻育种发展的方向。本实验室构建了1529个单片段代换系，并对单片段代换系带有的基因(QTL)进行了分析。本研究利用已经选择到的带有产量、粒形和品质等优良性状的单片段代换系、两片段及三片段聚合系来进行设计育种，并对获得的材料进行相关了分析。 1.利用9份单片段代换系，5份双片段聚合系和3份三片段聚合系材料进行了水稻的分子设计育种。筛选到的119份纯合的聚合系中有70份聚合系的片段长度是各不相同；其中，双片段聚合系有14份，三片段聚合系有54份，四片段聚合系有45份，五片段聚合系有6份；在这些聚合系中获得了一些带有高产优质基因的理想聚合系。 2.2008年晚季对19份纯合的多片段聚合系进行了目标基因(QTL)和性状的表型测定。利用本实验室设计的Alk基因与fgr基因的功能标记对具有该基因的材料进行了检测，大大提高的目标基因选择的准确性。 3.对11份单片段代换系材料的4个性状进行了检测，在9份单片段代换系中检测出了QTL，检测出的QTL来源于7个不同供体；分别分布于第1、3、6、8和10染色体；在谷粒长宽比检测到的QTL最多，为6个；粒长最少，为4个；粒宽，粒重检测到的QTL都为5个。 4.对1个品质性状及12个农艺性状进行的上位性进行了分析。直链淀粉含量检测了21份材料，其中有16份材料检测到了上位性，占总数76％；剑叶长与剑叶宽都检测了18份材料，分别有5份和15份材料检测到了上位性，分别占总数的28％和83％；有效穗数、穗长、穗粒数、实粒数、结实率与着粒密度六个性状都检测了9份材料，检测到了上位性的材料数分别为2份、6份、7份、6份、4份和8份，分别占总数的22％、67％、78％、67％、44％和89％；百粒重检测了19份材料，其中有13份材料检测到了上位性，占总数68％；粒长、粒宽与谷粒长宽比都检测了16份材料，检测到了上位性的材料数分别为14份、15份和16份；分别占总数的88％和94％、100％；本试验发现胶稠度与直链淀粉含量有极大的负相关。 本研究应用功能标记进行目标基因的筛选及检验，为应用生物信息学及功能标记开展水稻的设计育种提供了一定的实践经验；筛选到的聚合系材料也可以作为育种的中间材料，将更多的优良基因(QTL)聚合在一起，育成更高产更优质的材料。不同性状上位性效应的研究可以为水稻的设计育种提供一定的理论基础。